(57)【要約】【課題】小型のアンテナ装置を提供する。【解決手段】このＵＨＦアンテナ装置は、放射器１と反射器２５と導波器３１を備え、放射器１は、Ｘ軸方向に配列され、２つずつグループ化された４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４を含む。ループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４の各々のＸ軸方向の長さはＹ軸方向の長さよりも短い。したがって、４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４をＸ軸方向およびＹ軸方向に配列した場合に比べ、装置の小型化を図ることができる。【選択図】図１
2010050605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の値の入力インピーダンスを有するアンテナ装置であって、
電波を受信する放射器と、
前記放射器の一方側に設けられ、前記電波を反射する反射器と、
前記放射器の他方側に設けられ、前記電波を前記放射器に導く導波器とを備え、
前記放射器は、
第１の方向に配列され、２つずつグループ化された４つのループアンテナと、
各ループアンテナグループに対応して設けられた第１および第２の給電点とを含み、
各ループアンテナの前記第１の方向の長さは前記第１の方向と直交する第２の方向の長さよりも短く、
同じグループの２つのループアンテナは対応する第１および第２の給電点に並列接続され、
さらに、前記４つのループアンテナに共通に設けられた第３および第４の給電点と、
各ループアンテナグループに対応して設けられ、対応する第１および第２の給電点をそれぞれ前記第３および第４の給電点に接続する給電ラインとを備え、
各ループアンテナの入力インピーダンスは前記所定の値の４倍であり、
前記給電ラインの特性インピーダンスは前記所定の値の２倍である、アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１および第２の給電点は対応する２つのループアンテナの間に設けられ、
各ループアンテナは、
それらの一方端がそれぞれ対応する第１および第２の給電点に接続され、各々が前記第２の方向に延在する第１および第２のアンテナ片と、
前記第１および第２のアンテナ片の他方端の間に接続された第３のアンテナ片とを有し、
各第３のアンテナ片の中央部は両端部よりも細く形成され、
前記放射器は、
さらに、各ループアンテナグループに対応して設けられ、隣接する２つの前記第１のアンテナ片の他方端間を接続する第１の連結部と、
各ループアンテナグループに対応して設けられ、隣接する２つの前記第２のアンテナ片の他方端間を接続する第２の連結部とを含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記給電ラインは、
対応する第１の給電点と前記第３の給電点との間に接続された第１の線路と、
前記第１の線路と並行に配置され、対応する第２の給電点と前記第４の給電点との間に接続された第２の線路とを含む、請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナ装置に関し、特に、放射器と反射器と導波器とを備え、所定の値の入力インピーダンスを有するアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のＵＨＦアンテナ装置５０の要部を示す斜視図である。図９において、このＵＨＦアンテナ装置は、ＵＨＦ放送の電波を受信する放射器５１と、給電ライン５２と、放射器５１の後方（図９中のＺ軸の負方向）に設けられ、電波を反射する反射器５３と、放射器５１の前方（図９中のＺ軸の正方向）に設けられ、電波を放射器５１に導く導波器５４とを備える。
【０００３】
放射器５１は、４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４を含む。ループアンテナＬＡ１とＬＡ２は、図９中のＸ軸方向（縦方向）に配列され、並列接続されている。ループアンテナＬＡ３とＬＡ４は、Ｘ軸方向に配列され、並列接続されている。ループアンテナＬＡ１，ＬＡ２とＬＡ３，ＬＡ４は、図９中のＹ軸方向（横方向）に配列され、給電ライン５２によって並列接続されている。導波器５４は、ループアンテナＬＡ１，ＬＡ２に対向して設けられた金属板５５と、ループアンテナＬＡ３，ＬＡ４に対向して設けられた金属板５６とを含む。このＵＨＦアンテナ装置５０によれば、高い利得でＵＨＦテレビ放送の電波を受信することができる（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１１６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のＵＨＦアンテナ装置の幅（Ｙ軸方向の長さ）は４００ｍｍであり、その高さ（Ｘ軸方向の長さ）は１４０ｍｍであり、その長さ（Ｚ軸方向の長さ）は１５０ｍｍであり、ベランダ金具に取付けるものとしては装置寸法が大きいという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型のアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアンテナ装置は、所定の値の入力インピーダンスを有するアンテナ装置であって、電波を受信する放射器と、放射器の一方側に設けられ、電波を反射する反射器と、放射器の他方側に設けられ、電波を放射器に導く導波器とを備えたものである。放射器は、第１の方向に配列され、２つずつグループ化された４つのループアンテナと、各ループアンテナグループに対応して設けられた第１および第２の給電点とを含む。各ループアンテナの第１の方向の長さは第１の方向と直交する第２の方向の長さよりも短く、同じグループの２つのループアンテナは対応する第１および第２の給電点に並列接続されている。このアンテナ装置は、さらに、４つのループアンテナに共通に設けられた第３および第４の給電点と、各ループアンテナグループに対応して設けられ、対応する第１および第２の給電点をそれぞれ第３および第４の給電点に接続する給電ラインとを備える。各ループアンテナの入力インピーダンスは所定の値の４倍であり、給電ラインの特性インピーダンスは所定の値の２倍である。
【０００７】
好ましくは、第１および第２の給電点は対応する２つのループアンテナの間に設けられる。各ループアンテナは、それらの一方端がそれぞれ対応する第１および第２の給電点に接続され、各々が第２の方向に延在する第１および第２のアンテナ片と、第１および第２のアンテナ片の他方端の間に接続された第３のアンテナ片とを有する。各第３のアンテナ片の中央部は両端部よりも細く形成されている。放射器は、さらに、各ループアンテナグループに対応して設けられ、隣接する２つの第１のアンテナ片の他方端間を接続する第１の連結部と、各ループアンテナグループに対応して設けられ、隣接する２つの第２のアンテナ片の他方端間を接続する第２の連結部とを含む。
【０００８】
また好ましくは、給電ラインは、対応する第１の給電点と第３の給電点との間に接続された第１の線路と、第１の線路と並行に配置され、対応する第２の給電点と第４の給電点との間に接続された第２の線路とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るアンテナ装置では、４つのループアンテナは第１の方向に配列され、各ループアンテナの第１の方向の長さは第１の方向と直交する第２の方向の長さよりも短くされている。したがって、４つのループアンテナが第１および第２の方向に配列されていた従来に比べ、装置寸法が小さくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、この発明の一実施の形態によるＵＨＦアンテナ装置の要部を示す斜視図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は、その分解図である。図１〜図２（ｄ）において、このＵＨＦアンテナ装置は、ＵＨＦ放送の電波を受信する放射器１と、給電ライン２０と、放射器１の後方（図１中のＺ軸の負方向）に設けられ、電波を反射する反射器２５と、放射器１の前方（図１中のＺ軸の正方向）に設けられ、電波を放射器１に導く導波器３１とを備える。なお、これらを所定の位置に支持する支持部材の図示は省略されている。
【００１１】
放射器１は、図１中のＸ軸方向（縦方向）に配列された４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４を含む。ループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４の各々のＸ軸方向の長さは、図１中のＹ軸方向（横方向）の長さよりも短い。４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４は、２つずつグループ化されている。ループアンテナＬＡ１とＬＡ２は１枚の長方形状の金属板Ｍ１によって形成され、ループアンテナＬＡ３とＬＡ４はもう１枚の長方形状の金属板Ｍ２によって形成されている。
【００１２】
ループアンテナＬＡ１，ＬＡ２に共通の給電点Ｐ１，Ｐ２が設けられ、ループアンテナＬＡ１，ＬＡ２は給電点Ｐ１，Ｐ２に並列接続されている。すなわち、給電点Ｐ１，Ｐ２は、金属板Ｍ１の中央部において所定の間隔でＹ軸方向に配列されている。ループアンテナＬＡ１は、各々がＹ軸方向に延在する３つのアンテナ片２〜４を含む。アンテナ片２，３は１直線上に配置され、それらの一方端はそれぞれ給電点Ｐ１，Ｐ２に隣接して配置されてそれぞれ給電点Ｐ１，Ｐ２に接続されている。アンテナ片４は、金属板Ｍ１の上側の長辺に沿って形成され、アンテナ片２，３の他方端間に接続されている。
【００１３】
ループアンテナＬＡ２は、図２（ｂ）に示すように、各々がＹ軸方向に延在する３つのアンテナ片５〜７を含む。アンテナ片５，６は１直線上に配置され、それらの一方端はそれぞれ給電点Ｐ１，Ｐ２に隣接して配置されてそれぞれ給電点Ｐ１，Ｐ２に接続されている。アンテナ片４は、金属板Ｍ１の下側の長辺に沿って形成され、アンテナ片５，６の他方端間に接続されている。
【００１４】
また、ループアンテナＬＡ１，ＬＡ２の各々の入力インピーダンスを３００Ωに調整するため、アンテナ片２，５の他方端は連結部８によって短絡され、アンテナ片３，６の他方端は連結部９によって短絡されている。また、アンテナ片４，７の各々の幅は両端部から中央部に向かって徐々に狭くなっている。換言すると、アンテナ片４とアンテナ片２，３との間隔は両端部から中央部に向かって徐々に広くなり、アンテナ片７とアンテナ片５，６との間隔は両端部から中央部に向かって徐々に広くなっている。また、装置の小型化を図るため、アンテナ片４は、所定の角度だけ反射器２５側に折り曲げられている。
【００１５】
同様に、ループアンテナＬＡ３，ＬＡ４に共通の給電点Ｐ３，Ｐ４が設けられ、ループアンテナＬＡ３，ＬＡ４は給電点Ｐ３，Ｐ４に並列接続されている。すなわち、給電点Ｐ３，Ｐ４は、金属板Ｍ２の中央部において所定の間隔でＹ軸方向に配列されている。ループアンテナＬＡ３は、各々がＹ軸方向に延在する３つのアンテナ片１１〜１３を含む。アンテナ片１１，１２は１直線上に配置され、それらの一方端はそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ４に隣接して配置されてそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ４に接続されている。アンテナ片１３は、金属板Ｍ２の上側の長辺に沿って形成され、アンテナ片１１，１２の他方端間に接続されている。
【００１６】
ループアンテナＬＡ４は、各々がＹ軸方向に延在する３つのアンテナ片１４〜１６を含む。アンテナ片１４，１５は１直線上に配置され、それらの一方端はそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ４に隣接して配置されてそれぞれ給電点Ｐ３，Ｐ４に接続されている。アンテナ片１６は、金属板Ｍ２の下側の長辺に沿って形成され、アンテナ片１４，１５の他方端間に接続されている。
【００１７】
また、ループアンテナＬＡ３，ＬＡ４の各々の入力インピーダンスを３００Ωに調整するため、アンテナ片１１，１４の他方端は連結部１７によって短絡され、アンテナ片１２，１５の他方端は連結部１８によって短絡されている。また、アンテナ片１３，１６の各々の幅は両端部から中央部に向かって徐々に狭くなっている。換言すると、アンテナ片１３とアンテナ片１１，１２の間隔は両端部から中央部に向かって徐々に広くなり、アンテナ片１６とアンテナ片１４，１５の間隔は両端部から中央部に向かって徐々に広くなっている。また、装置の小型化を図るため、アンテナ片１６は、所定の角度だけ反射器２５側に折り曲げられている。
【００１８】
給電ライン２０は、図２（ｃ）に示すように、放射器１と反射器２５の間に配置され、Ｙ軸方向に配列配置された２本の線路２１，２２を含む。２本の線路２１，２２は、所定の間隔を開けて並行に配置される。線路２１，２２の各々は、帯状の金属薄板を台形状に折り曲げたものであり、２本の脚部と１本の頂部とを含む。線路２１，２２の頂部の中央部には、それぞれ給電点Ｐ５，Ｐ６が設けられている。線路２１の２本の脚部の先端はそれぞれ給電点Ｐ１，Ｐ３に固定され、線路２２の２本の脚部の先端はそれぞれ給電点Ｐ２，Ｐ４に固定されている。給電点Ｐ１，Ｐ２とＰ５，Ｐ６の間の線路２１，２２の特性インピーダンスは１５０Ωに設定され、給電点Ｐ３，Ｐ４とＰ５，Ｐ６の間の線路２１，２２の特性インピーダンスは１５０Ωに設定されている。
【００１９】
また、反射器２５は、図２（ｄ）に示すように、１枚の金属板で形成され、放射器１に対向して設けられた長方形状の平面部２６と、平面部２６の周囲に設けられた周辺部２７〜３０とを含む。周辺部２７〜３０は、ともにＺ軸の正方向に折り曲げられている。反射器２５の周辺部２７〜３０を折り曲げることにより、反射器２５の小型化を図ることができる。
【００２０】
下側の周辺部２８には、出力用の同軸コネクタを固定するための貫通孔２８ａが開口されている。給電点Ｐ５，Ｐ６のうちの一方の給電点は同軸コネクタの内部導体に接続され、他方の給電点が同軸コネクタの外部導体に接続される。同軸コネクタは、特性インピーダンスが７５Ωの同軸線を介してテレビ受信機に接続される。
【００２１】
また、導波器３１は、図２（ａ）に示すように、２枚の金属板Ｍ３，Ｍ４を含む。金属板Ｍ３，Ｍ４は、それぞれ金属板Ｍ１，Ｍ２に対向して設けられている。装置の小型化を図るため、金属板Ｍ３の上部は放射器１側に折り曲げられ、金属板Ｍ４の下部は放射器１側に折り曲げられている。
【００２２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、このＵＨＦアンテナ装置の要部の寸法を示す図である。特に、図３（ａ）はＵＨＦアンテナ装置の要部の正面図であり、同図（ｂ）はその下面図であり、同図（ｃ）はその側面図である。また、図４（ａ）〜（ｃ）は放射器１および給電ライン２０の寸法を示す図である。特に、図４（ａ）は放射器１および給電ライン２０の正面図であり、同図（ｂ）はその下面図であり、同図（ｃ）はその側面図である。
【００２３】
図３（ａ）〜図４（ｃ）において、放射器１の幅（Ｙ軸方向の長さ）は２２０ｍｍであある。線路２１，２２の各々の幅は５ｍｍであり、それらの間隔はインピーダンスが１５０Ωになるように適切に設定されている。反射器２５の幅は２４０ｍｍであり、その高さは１１０ｍｍである。
【００２４】
図９で示した従来のＵＨＦアンテナ装置の幅は４００ｍｍであり、その高さは１４０ｍｍであり、その長さは１５０ｍｍであった。したがって、本願のＵＨＦアンテナ装置と従来のＵＨＦアンテナ装置との幅の比は２４０／４００＝０．６となり、高さの比は１１０／１４０≒０．８となり、長さの比は１５０／１５０＝１．０となり、体積の比は約１／２となる。したがって、本願のＵＨＦアンテナ装置は、従来のＵＨＦアンテナ装置よりも小さい。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、このＵＨＦアンテナ装置の入力インピーダンスを説明するための図である。図５（ａ）に示すように、１つのループアンテナＬＡ１の入力インピーダンスは３００Ωである。図５（ｂ）に示すように、２つのループアンテナＬＡ１，ＬＡ２を並列接続すると、入力インピーダンスは３００／２＝１５０Ωになる。このＵＨＦアンテナ装置では、図５（ｃ）に示すように、給電点Ｐ１，Ｐ２に２つのループアンテナＬＡ１，ＬＡ２が並列接続され、給電点Ｐ１，Ｐ２と給電点Ｐ５，Ｐ６の間は、特性インピーダンスが１５０Ωの給電ライン２０で接続されている。また、給電点Ｐ３，Ｐ４に２つのループアンテナＬＡ３，ＬＡ４が並列接続され、給電点Ｐ３，Ｐ４と給電点Ｐ５，Ｐ６の間は、特性インピーダンスが１５０Ωの給電ライン２０で接続されている。したがって、このＵＨＦアンテナ装置の入力インピーダンスは１５０／２＝７５Ωとなる。よって、特性インピーダンスが７５Ωの同軸線を介してテレビ受信機に接続することができる。
【００２６】
なお、複数の放射器の受信信号を合成する場合は、各放射器に整合器を設け、混合器を用いて受信信号を合成することが一般的であるが、整合器や混合器で損失が発生し、利得が低下してしまう。これに対して本願のＵＨＦアンテナ装置では、整合器や混合器を使用しないので、それらの損失によって利得が低下することがない。
【００２７】
図６は、図９で示した従来のＵＨＦアンテナ装置と本願発明のＵＨＦアンテナ装置との利得の周波数特性を示す図である。周波数の範囲は、４７０〜８００ＭＨｚである。なお、日本国内のＵＨＦテレビ放送の周波数範囲は４７０〜７７０ＭＨｚであり、地上波デジタル放送の周波数範囲は４７０〜７１０ＭＨｚ（１３〜５２チャンネル）である。図６から分かるように、本願発明のＵＨＦアンテナ装置では、装置寸法が小さくなったので従来のＵＨＦアンテナ装置よりも少し利得が低下しているが、ＵＨＦテレビ放送の周波数範囲（４７０〜７７０ＭＨｚ）において実用的な利得が得られた。
【００２８】
また、図７は、本願のＵＨＦアンテナ装置の全体構成を示す分解図であり、斜め後方から見た図である。図８は、本願のＵＨＦアンテナ装置の全体構成を示す分解図であり、斜め前方から見た図である。図７および図８において、このＵＨＦアンテナ装置は、図１〜図４で示した放射器１、給電ライン２０、反射器２５、および導波器３１に加え、樹脂製の支持部材３２，３３、樹脂製のカバー３４〜３６、および取付金具３７〜３９を備える。
【００２９】
カバー３５の内側の中央部には四角形状の平面部３５ａが凹設されており、その平面部３５ａに平板状の取付金具３７が収容される。また、カバー３５の外側の中央部には四角形状の平面部３５ｂが設けられ、平面部３５ｂを囲むようにして側壁部３５ｃが設けられている。側壁部３５ｃの４つの辺の各々の中央部には、ＵＨＦアンテナ装置を取付けるための垂直または水平方向のポール（たとえばベランダ金具）を通すために半円状の切欠部が形成されている。
【００３０】
取付金具３８は、四角形状の平面部３８ａと、平面部３８ａの４辺に沿って設けられた４つの周辺部３８ｂを含む。各周辺部３８ｂの中央部には、上記ポールを挟むために半円状の切欠部が形成されている。取付金具３８は、平面部３８ａをカバー３５の平面部３５ｂに当接させた状態で、側壁部３５ｃ内に収容される。取付金具３７と３８は、カバー３５を挟んだ状態で、複数のネジで締結される。
【００３１】
反射器２５の平面部２６は、複数のビスによってカバー３５の内側に固定される。支持部材３２，３３は、それぞれ反射器２５の周辺部２９，３０の内側に配置され、平面部２６の表面に固定される。放射器１は、支持部材３２，３３の先端面に固定される。導波器３１は、カバー３４の内側の天井部に固定される。カバー３４は、放射器１が固定された反射器２５を覆うようにして、カバー３５に複数のネジで固定される。
【００３２】
一方、四角形状のカバー３６の内側には長方形状の平面部３６ａが斜めに凹設されており、カバー３６の内側の周囲には側壁部３６ｂが設けられている。側壁部３６ｂの４つの辺の各々の中央部には、上記ポールを通すために半円状の切欠部が形成されている。
【００３３】
取付金具３９は、長方形の平面部３９ａと、平面部３９ａの２つの長辺に沿って設けられた２つの周辺部３９ｂを含む。各周辺部３８ｂの中央部には、上記ポールを挟むための切欠部が形成されている。取付金具３９は、平面部３９ａをカバー３６の平面部３６ａに当接させた状態で、平面部３６ａ内に収容され、複数のネジでカバー３６に固定される。
【００３４】
上記ポールを取付金具３８の切欠部と取付金具３９の切欠部との間に挟み、カバー３６の２つの貫通孔の各々にボルトを挿入し、各ボルトを締め込むと、各ボルトの先端部は取付金具３７に形成されたネジ孔に螺合される。これにより、ＵＨＦアンテナ装置はポールに固定され、カバー３４〜３６により放射器１などが風雨の影響をうけることが防止される。
【００３５】
この実施の形態では、４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４がＸ軸方向に配列され、ループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４の各々のＸ軸方向の長さはＹ軸方向の長さよりも短い。したがって、４つのループアンテナＬＡ１〜ＬＡ４をＸ軸方向およびＹ軸方向に配列した従来に比べ、性能劣化を最低限に抑えながら、装置の小型化を図ることができた。また、装置の小型化に伴い、装置の軽量化、低価格化、ユーザの使い勝手の向上を図ることができた。
【００３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施の形態によるＵＨＦアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の要部の分解図である。
【図３】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の要部の寸法を示す図である。
【図４】図１に示した放射器および給電ラインの寸法を示す図である。
【図５】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の入力インピーダンスを説明するための図である。
【図６】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の利得の周波数特性を示す図である。
【図７】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の全体構成を示す斜め後方から見た分解図である。
【図８】図１に示したＵＨＦアンテナ装置の全体構成を示す斜め前方から見た分解図である。
【図９】従来のＵＨＦアンテナ装置の要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，５１  放射器、２〜７，１１〜１６  アンテナ片、８，９，１７，１８  連結部、２０，５２  給電ライン、２１，２２  線路、２５，５３  反射器、２６  平面部、２７〜３０  周辺部、２８ａ  貫通孔、３１，５４  導波器、Ｍ１〜Ｍ４，５５，５６  金属板、３２，３３  支持部材、３４〜３６  カバー、３７〜３９  取付金具、５０  ＵＨＦアンテナ装置、ＬＡ１〜ＬＡ４  ループアンテナ、Ｐ１〜Ｐ６  給電点。
【図１】
2010050605.tif 000003
【図２】
2010050605.tif 000004
【図３】
2010050605.tif 000005
【図４】
2010050605.tif 000006
【図５】
2010050605.tif 000007
【図６】
2010050605.tif 000008
【図７】
2010050605.tif 000009
【図８】
2010050605.tif 000010
【図９】
2010050605.tif 000011